(57)【要約】    【課題】  金属板から打抜き形成した鉄心片を積層し接着剤によって一体化する積層鉄心の製造方法を対象とし、その目的は、鉄心片の占有率(占積率)を高めて鉄損を可及的に低減した積層鉄心を製造し得る、積層鉄心の製造方法を提供することにある。    【解決手段】  本発明に関わる積層鉄心の製造方法は、金属板の表面に接着剤充填空間部を形成する工程と、接着剤充填空間部に接着剤を付ける工程と、金属板から鉄心片を外形抜きする工程と、鉄心片を積層するとともに接着剤充填空間部に付けられた接着剤により鉄心片同士を互いに一体化する工程とを含んで成ることを特徴とする。    【選択図】  図２
2006101629.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板から打抜き形成した鉄心片を積層し接着剤によって一体化する積層鉄心の製造方法であって、
前記金属板の表面に接着剤充填空間部を形成する工程と、
前記接着剤充填空間部に接着剤を付ける工程と、
前記金属板から前記鉄心片を外形抜きする工程と、
前記鉄心片を積層するとともに前記接着剤充填空間部に付けられた接着剤により前記鉄心片同士を互いに一体化する工程と、
を含んで成ることを特徴とする積層鉄心の製造方法。
【請求項２】
前記接着剤充填空間部は、前記鉄心片の表面に陥没形成された凹部であることを特徴とする請求項１記載の積層鉄心の製造方法。
【請求項３】
前記接着剤充填空間部は、前記鉄心片の表面に形成された粗面の微小凹部であることを特徴とする請求項１記載の積層鉄心の製造方法。
【請求項４】
前記接着剤は、嫌気性接着剤であることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１つに記載の積層鉄心の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層鉄心の製造方法に関するものであり、詳しくは金属板から打抜き形成した鉄心片を積層し接着剤によって一体化する積層鉄心の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
駆動電動機(電動モータ)の主要部品であるモータコア(ロータ／ステータ)を構成する積層鉄心は、高出力化および高効率化を図るべく、金属板から所定の形状に打抜き形成(外形抜き)した鉄心片を積層し、かつ積層した鉄心片を互いに一体化することにより製造されている。
【０００３】
また、積層した鉄心片同士を一体化する方法として、従来からカシメによる結合方法が使用されているが、昨今では機械的なカシメによる結合に換えて、接着剤を用いて鉄心片を一体化する製造方法が提供されている(例えば、特許文献１、特許文献２および特許文献３参照)。
【０００４】
特許文献１(特開平１１−１４７１４１号公報)には、加熱・加圧によって接着能力を発揮する絶縁被膜を表面に施した金属板(電磁鋼板)を用い、金型装置において金属板から鉄心片を打抜き形成して積層するとともに、金型装置の内部において加熱・加圧することで鉄心片同士を接着して一体化する製造方法が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２(特開２００２−１５１３３９号公報)には、金型装置の内部において金属板の表面に熱硬化性接着剤を塗布し、上記金属板から鉄心片を打抜き形成するとともに積層し、加熱により上記接着剤を硬化させることで鉄心片同士を接着して一体化する製造方法が開示されている。
【０００６】
さらに、特許文献３(特開２０００−１６４４４２号公報)には、金型装置の内部において金属板の表面に瞬間接着剤を塗布し、上記金型装置のブランク部において鉄心片を打抜き形成して積層するとともに、上記瞬間接着剤によって鉄心片同士を接着して一体化する製造方法が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−１４７１４１号公報
【特許文献２】特開２００２−１５１３３９号公報
【特許文献３】特開２０００−１６４４４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述した従来の方法によって製造された積層鉄心においては、積層された鉄心片同士の間、詳しくは相対向する表面(積層面)の間に接着剤が介在することで全体に隙間が生じ、積層鉄心における鉄心片の占有率(占積率ともいう：積層鉄心の見掛けの体積に対して鉄心片の占める割合)が低下することで鉄損(core loss)の増大を招く不都合があった。
【０００８】
本発明の目的は上述した実状に鑑み、鉄心片の占有率(占積率)を高めることによって、鉄損を可及的に低減した積層鉄心を製造することの可能な、積層鉄心の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するべく、請求項１の発明に関わる積層鉄心の製造方法は、金属板から打抜き形成した鉄心片を積層し接着剤によって一体化する積層鉄心の製造方法であって、金属板の表面に接着剤充填空間部を形成する工程と、接着剤充填空間部に接着剤を付ける工程と、金属板から鉄心片を外形抜きする工程と、鉄心片を積層するとともに接着剤充填空間部に付けられた接着剤により鉄心片同士を互いに一体化する工程とを含んで成ることを特徴としている。
【００１０】
請求項２の発明に関わる積層鉄心の製造方法は、請求項１の発明に関わる積層鉄心の製造方法において、接着剤充填空間部が鉄心片の表面に陥没形成された凹部であることを特徴としている。
【００１１】
請求項３の発明に関わる積層鉄心の製造方法は、請求項１の発明に関わる積層鉄心の製造方法において、接着剤充填空間部が鉄心片の表面に形成された粗面の微小凹部であることを特徴としている。
【００１２】
請求項４の発明に関わる積層鉄心の製造方法は、請求項１〜請求項３の何れか１つに記載の発明に関わる積層鉄心の製造方法において、接着剤が嫌気性接着剤であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明に関わる積層鉄心の製造方法によれば、接着剤充填空間部に付けられた接着剤によって鉄心片同士が接着されることで、鉄心片同士の相対向する表面(積層面)の間に接着剤が介在して隙間を生じることがなく、もって積層鉄心における鉄心片の占有率(占積率)が向上することで鉄損を可及的に低減した積層鉄心が製造されることとなる。
【００１４】
請求項２の発明に関わる積層鉄心の製造方法によれば、鉄心片の表面に陥没形成された凹部から成る接着剤充填空間部に付けられた接着剤によって鉄心片同士が接着されることで、鉄心片同士の相対向する表面(積層面)の間に接着剤が介在して隙間を生じることがなく、もって積層鉄心における鉄心片の占有率(占積率)が向上することで鉄損を可及的に低減した積層鉄心が製造されることとなる。
【００１５】
請求項３の発明に関わる積層鉄心の製造方法によれば、鉄心片の表面に形成された粗面の微小凹部から成る接着剤充填空間部に付けられた接着剤によって鉄心片同士が接着されることで、鉄心片同士の相対向する表面(積層面)の間に接着剤が介在して隙間を生じることがなく、もって積層鉄心における鉄心片の占有率(占積率)が向上することで鉄損を可及的に低減した積層鉄心が製造されることとなる。
【００１６】
請求項４の発明に関わる積層鉄心の製造方法によれば、接着剤として嫌気性接着剤を用いたことで、接着剤を硬化させて鉄心片同士を一体化する際に加熱を必要とせず、もって形状精度に優れた積層鉄心を製造し得るとともに、鉄心片が積層された際に空気が遮断されることで強い接着力を発揮し、もって積層強度の優れた積層鉄心が製造されることとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、実施例を示す図面に基づいて、本発明を詳細に説明する。  
図１〜図５は、本発明に基づいて製造された積層鉄心の一例を示しており、この積層鉄心１は駆動電動機(電動モータ)のロータ(回転子)であって、中央に軸孔１Ｏを有するハブ１Ｈと、該ハブ１Ｈから放射状に突出した所定数の磁極１Ｔ，１Ｔ…とを備えている。
【００１８】
また、上記積層鉄心１は、所定枚数の鉄心片１０を積層して成り、積層された鉄心片１０同士は、接着剤Ｇを介して互いに接着されて一体化している。
【００１９】
積層鉄心１を構成する鉄心片１０は、所定の平面形状を呈しているとともに、上述した軸孔１Ｏを構成する開口１０ｏが中央部に形成され、一方の表面(下面)１０ａには上記開口１０ｏを取り囲むレイアウトで、４個の凹部(接着剤充填空間部)１０ｃ、１０ｃ…が陥没形成されている。
【００２０】
鉄心片１０を積層した状態において、上位の鉄心片１０における一方の表面(下面)１０ａと、下位の鉄心片１０における他方の表面(上面)１０ｂとは、互いに隙間なく密接しており、上記凹部１０ｃ、１０ｃ…に付けられた接着剤Ｇによって、上位の鉄心片１０と下位の鉄心片１０とは互いに接着され、これにより積層鉄心１の全体が一体化したものと成っている。
【００２１】
なお、図２(ｂ)に示す如く、積層鉄心１を構成する最下位(最下層)の鉄心片１０においては、その一方の表面(下面)１０ａに凹部１０ｃ、１０ｃ…は陥没形成されておらず、もって積層鉄心１の外観に凹部１０ｃが露呈することはない。
【００２２】
一方、上述した積層鉄心１は、図６に示した順送り金型装置Ｍにおいて、帯状鋼板(金属板)Ｗから所定形状の鉄心片１０を打抜き形成し、所定枚数の鉄心片１０，１０…を積層するとともに、積層した鉄心片１０同士を接着剤Ｇにより互いに接着して一体化することで製造される。
【００２３】
順送り金型装置Ｍは、下型Ｌ、上型Ｕ、およびストリッパプレートＮを備え、間欠搬送される帯状鋼板(金属板)Ｗに対して、順次、所期の加工を実施するための加工ステーションＳ１〜Ｓ７を具備している。
【００２４】
加工ステーションＳ１にはパイロット孔抜きパンチＰ１、加工ステーションＳ２には軸孔抜きパンチＰ２、加工ステーションＳ３には磁極間抜きパンチＰ３が設けられており、加工ステーションＳ４には接着剤充填空間部形成パンチＰ４が設けられている。
【００２５】
また、加工ステーションＳ５にはスロット抜きパンチＰ５が設けられ、加工ステーションＳ６には接着剤供給装置Ｉが設置されており、最終の加工ステーションＳ７には外形打抜きパンチＰ７と併せてテーブル等の支持装置Ｊが設けられている。
【００２６】
以下では、図６および図７を参照しながら、上述した順送り金型装置Ｍによって積層鉄心１を製造する工程を詳細に説明する。  
先ず、加工ステーションＳ１において、帯状鋼板Ｗの縁部に所定ピッチでパイロット孔ｐ，ｐ…を打抜き形成し、加工ステーションＳ２において、帯状鋼板Ｗに開口１０ｏを打抜き形成し、加工ステーションＳ３において、帯状鋼板Ｗに磁極間の開口ｓ１，ｓ１…を打抜き形成する。
【００２７】
次いで、加工ステーションＳ４において、下型Ｌに設けられている接着剤充填空間部形成パンチＰ４により、帯状鋼板Ｗの一方の表面に４個の凹部１０ｃ、１０ｃ…を陥没形成し、加工ステーションＳ５において、磁極間のスロットｓ２，ｓ２…を打抜き形成する。
【００２８】
次いで、加工ステーションＳ６において、下型Ｌに設けられている接着剤供給装置Ｉにより、帯状鋼板Ｗに陥没形成された４個の凹部１０ｃ、１０ｃ…に接着剤Ｇを付ける。ここで、図８に示す如く接着剤供給装置ＩのノズルＩｎ，Ｉｎ…からは、所定量、具体的には凹部１０ｃの容積とほぼ同量の接着剤Ｇが、各々の凹部１０ｃ、１０ｃ…に付けられることとなる。
【００２９】
次いで、最終の加工ステーションＳ７において、上型Ｕに設けられている外形打抜きパンチＰ７により、帯状鋼板Ｗから鉄心片１０を打抜き形成(外形抜き)するとともに、下型Ｌに設けられている支持装置Ｊ上において所定枚数の鉄心片１０を積層する。
【００３０】
ここで、上述した実施例においては、接着剤Ｇに嫌気性接着剤を採用しており、最終の加工ステーションＳ７において、所定枚数の鉄心片１０，１０…が積層された際、上位の鉄心片１０における凹部１０ｃが、下位の鉄心片１０により閉塞され、空気が遮断されて上記接着剤Ｇの硬化が進行することで、積層された鉄心片１０，１０…が接着剤Ｇにより互いに接着されて一体化し、これによって積層鉄心１の製造が完了することとなる。
【００３１】
上述した如く、本発明に関わる積層鉄心の製造方法によれば、凹部(接着剤充填空間部)１０ｃに付けられた接着剤Ｇによって鉄心片１０同士が接着されることで、鉄心片１０同士の相対向する表面１０ａ、１０ｂの間に接着剤Ｇが介在して隙間を生じることがなく、もって積層鉄心１における鉄心片１０の占有率(占積率)が向上することとなり、鉄損を可及的に低減した積層鉄心１が製造されることとなる。
【００３２】
また、接着剤Ｇに嫌気性接着剤を用いたことにより、接着剤を硬化させて鉄心片同士を一体化する際に加熱を必要としないので、加熱に伴う精密金型の熱膨張等に起因する形状精度の低下がなく、もって形状精度に優れた積層鉄心１を製造することが可能となり、さらに接着剤Ｇは鉄心片１０が積層されて空気が遮断されることで強い接着力を発揮するため、積層強度に優れた積層鉄心１を製造することが可能となる。
【００３３】
ここで、上述した実施例では、接着剤Ｇに嫌気性接着剤を採用したが、鉄心片１０同士を結合するための接着剤Ｇとして、嫌気性接着剤以外の様々なタイプの接着剤を適宜に採用することが可能である。確かに、加熱硬化型の接着剤を採用した場合には、加熱に伴う精密金型の熱膨張等に起因する形状精度の低下は免れないものの、如何なる接着剤を採用した場合においても、鉄心片１０の占有率(占積率)が向上することによって、鉄損を可及的に低減した積層鉄心１が製造されることは言うまでもない。
【００３４】
図９および図１０は、本発明に基づいて製造された積層鉄心の他の実施例を示しており、この積層鉄心１′は、図１〜図５に示した積層鉄心１の凹部(接着剤充填空間部)に換えて、鉄心片１０′における一方の表面(下面)１０ａ′に形成した粗面１０Ｅ′の微小凹部１０ｅ′によって接着剤充填空間部を構成したものである。
【００３５】
ここで、積層鉄心１′における構成は、上述した如く粗面１０Ｅ′の微小凹部１０ｅ′によって接着剤充填空間部を構成した以外、図１〜図５に示した積層鉄心１と何ら変わるところはないので、積層鉄心１′の構成要素において、積層鉄心１の構成要素と同一の作用を成すものには、図９および図１０において、図１〜図５と同一の符号に′(ダッシュ)を附して詳細な説明は省略する。
【００３６】
また、上述した積層鉄心１′を製造する手順に関しても、順送り金型装置Ｍにおける接着剤充填空間部形成パンチＰ４等が、粗面１０Ｅ′の形成に対応している以外は、図１〜図５に示した積層鉄心１を製造する手順と何ら変わるところはない。
【００３７】
もって、図９および図１０に示した積層鉄心１′を製造する方法においても、微小凹部(接着剤充填空間部)１０ｅ′に付けられた接着剤Ｇによって鉄心片１０′同士が接着されることで、鉄心片１０′同士の相対向する表面１０ａ′、１０ｂ′の間に接着剤Ｇが介在して隙間を生じることがなく、もって積層鉄心１′における鉄心片１０′の占有率(占積率)が向上することとなり、鉄損を可及的に低減した積層鉄心１′が製造されることとなる。
【００３８】
また、接着剤Ｇに嫌気性接着剤を用いることによって、形状精度および積層強度に優れた積層鉄心１′を製造することができるが、嫌気性接着剤以外の様々なタイプの接着剤を採用した場合でも、鉄損を可及的に低減した積層鉄心１′が製造されることは言うまでもない。
【００３９】
なお、上述した各実施例においては、接着剤充填空間部(凹部、粗面の微小凹部)を鉄心片の開口を取り囲む４箇所に形成しているが、上記接着剤充填空間部の形成個数およびレイアウトは実施例に限定されるものではなく、積層鉄心の仕様等に基づいて適宜に設定し得ることは言うまでもない。
【００４０】
さらに、上述した各実施例においては、接着剤充填空間部(凹部、粗面の微小凹部)を鉄心片の一方表面にのみ形成しているが、鉄心片の両面(一方表面および他方表面)に各々接着剤充填空間部を形成しても良い。
【００４１】
但し、積層鉄心における占有率(占積率)を向上させる観点からは、可及的に接着剤充填空間部の形成箇所数を減らして、積層鉄心における内部の空間を極小とすることが望ましいことは勿論である。
【００４２】
また、上述した各実施例においては、本発明を駆動電動機(電動モータ)におけるロータ(回転子)の製造に適用した例を示したが、勿論、駆動電動機(電動モータ)におけるステータ(固定子)の製造に対しても、本発明を極めて有効に適用し得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に関わる方法を適用して製造された積層鉄心の一実施例を示す全体外観斜視図。
【図２】(ａ)および(ｂ)は、図１に示した積層鉄心の全体平面図および要部を破断した全体側面図。
【図３】(ａ)および(ｂ)は、図１に示した積層鉄心を構成する鉄心片の断面側面図および底面図。
【図４】(ａ)および(ｂ)は、図３に示した鉄心片の要部底面図および要部断面図。
【図５】図１に示した積層鉄心の要部断面図。
【図６】図１に示した積層鉄心を製造する順送り金型装置の全体概念図。
【図７】図６に示した順送り金型装置における各ステーションでの加工工程を示した帯状鋼板の平面図。
【図８】図６に示した順送り金型装置における接着剤ディスペンサの要部拡大図。
【図９】(ａ)および(ｂ)は、接着剤充填空間部の他の実施例を示す鉄心片の要部底面図および要部断面図。
【図１０】図９に示した鉄心片を積層して成る積層鉄心の要部断面図。
【符号の説明】
【００４４】
１…積層鉄心、
１０…鉄心片、
１０ａ…表面、
１０ｃ…凹部(充填空間部)、
１′…積層鉄心、
１０′…鉄心片、
１０ａ′…積層面、
１０Ｅ′…粗面、
１０ｅ′…微小凹部(充填空間部)、
Ｍ…順送り金型装置、
Ｓ１…加工ステーション、
Ｓ２…加工ステーション、
Ｓ３…加工ステーション、
Ｓ４…加工ステーション、
Ｓ５…加工ステーション、
Ｓ６…加工ステーション、
Ｓ７…加工ステーション、
Ｗ…帯状鋼板(金属板)、
Ｇ…接着剤。
【図１】
2006101629.tif 000003
【図２】
2006101629.tif 000004
【図３】
2006101629.tif 000005
【図４】
2006101629.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2006101629.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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